工程師深談ARM+FPGA的設(shè)計(jì)架構(gòu)

　　最近學(xué)習(xí)了ARM+FPGA的設(shè)計(jì)架構(gòu)，ARM和FPGA結(jié)構(gòu)的通信大致可以分為兩種：

　　一種是數(shù)據(jù)量小、通信速率要求不高的情況，可以考慮采用SPI、IIC等差UN星通信方式。ARM都帶有相關(guān)的SPI通信控制器等，在ARM端直接對相關(guān)的SPI通信控制器操作就可以了。而FPGA這一端可作為SPI從，按照SPI協(xié)議的時序?qū)懞脧脑O(shè)備接口，這個工作量沒有多大，所以相對都比較容易。

　　另一種是數(shù)據(jù)量大、通信速率要求較高的情況，就要采用并行總線的方式了。這時把FPGA當(dāng)做ARM的一個片外的SRAM訪問就可以，可以在FPGA內(nèi)部生成一個雙口RAM，輸出的數(shù)據(jù)總線管腿直接連接到ARM的并行總線的數(shù)據(jù)總線上，雙口RAM一端的地址總線也一樣直接連接到ARM的并行總線中的地址總線。這樣就可以實(shí)現(xiàn)FPGA從DPRAM一端讀寫，ARM從DPRAM的另一端讀寫的功能了，當(dāng)然還需要其他一些使能或片選的控制信號。這里FPGA一側(cè)較好實(shí)現(xiàn)，而ARM一側(cè)需要開發(fā)SRAM（FPGA）驅(qū)動，這個還沒有實(shí)際做過，所以沒有把握。

　　NXP的ARM即LPC系列的并行總線稱之為外擴(kuò)地址與數(shù)據(jù)總線，由EMC（外部存儲器控制器）控制，通過對EMC寄存器的控制就可以實(shí)現(xiàn)在外擴(kuò)地址和數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)收發(fā)。若是采用LPC系列ARM加一片F(xiàn)PGA，實(shí)現(xiàn)他們通信的關(guān)鍵應(yīng)該在于這個EMC寄存器的控制，不知道按照一定的順序操作這個寄存器組寫出來的數(shù)據(jù)收發(fā)程序是不是就可以稱之為所謂的驅(qū)動，求大神解釋。

　　TI的ARM或DSP都有一個GPMC（通用內(nèi)存控制器），它類似于LPC的EMC，是TI的芯片中用于與外部存儲設(shè)備如NORFLASH、NANDFLASH、SRAM等通信的一個借口。對于這個同樣也有上邊的那個疑問。

　　三星的S5PV210則是有一組并行總線接口，稱之為SROM，同樣也有一個SROM控制器，支持外擴(kuò)的NORFALSH、NANDFLASH、SRAM 等，應(yīng)該也類似于LPC系列的EMC。我通過對這個控制寄存器的操作就可以實(shí)現(xiàn)對外部SRAM（FPGA）的讀寫，不知道這樣理解對不對。

　　還有一個疑問就是，如果有操作系統(tǒng)，再要實(shí)現(xiàn)ARM和FPGA的通信是不是就沒有這樣簡單了？在沒有操作系統(tǒng)時，我僅僅對某個相關(guān)的控制寄存器操作就可以實(shí)現(xiàn)，這時就不可行了？這些都是以后要弄明白的。調(diào)研了這么長時間，始終沒有著手找找現(xiàn)有的資源，寫寫程序做一下這個通信，感覺還是沒有理解到位。果真是什么東西都要實(shí)踐一下才能理解深刻。手頭有一塊LPC2478的ARM加FPGA的板子，但沒有操作系統(tǒng)或者只有UC/OSII，不知道跟ARM有操作系統(tǒng)如Linux時，有什么區(qū)別。先上手做一做吧。